강남세브란스 조한나 교수, UCSF 연구진과 국제 공동연구팀 결성
혈액 기반 p-tau217, 알츠하이머 병리 탐지 가능성 세계 최초 입증
미국과 한국 연구진이 국제 공동연구를 시행해 혈액을 이용한 알츠하이머 병리 검출 방법을 세계 최초로 보고했다.
연세대학교 강남세브란스병원 신경과 조한나 교수는 UCSF(University of California, San Francisco) 메모리 및 에이징 센터(Memory and Aging Center) Lawren VandeVrede 교수팀과 국제 공동연구팀을 결성해 다양한 퇴행성 뇌 질환들이 보이는 임상 모습을 관찰했다고 12일 밝혔다.
치매는 전형적인 증상을 보이는 알츠하이머병을 필두로 다양한 원인 질환에 따라 여러 갈래로 나뉘며 각기 다른 임상 양상과 병리적 기전을 지닌다. 임상 증상 만으론 구별이 어렵고, 여러 발병 원인이 혼재되었기에 적용할 수 있는 진단 도구에는 제약이 많았다. PET 스캔, 뇌척수액 검사, MRI 촬영 등이 진단 도구로 활용되어왔으나 각기 제약사항을 지니고 있었다.
이에 연구팀은 최근 알츠하이머병 핵심 병리 기전을 정확하게 반영하는 생체 지표인 p-tau217(혈액 기반 바이오마커) 물질의 유용성과 더불어 전두측두엽 치매(FTLD : frontotemporal lobar degeneration syndromes) 검사 지표로도 활용 가능성을 보유했는지 살피고자 연구에 돌입했다.
연구팀은 2008년 8월부터 2022년 7월까지 UCSF 메모리 및 에이징 센터에서 임상 평가를 받고 사후 뇌 조직을 기증한 총 349명(남성 55%, 사망 시 평균 72세)을 연구 대상 집단으로 삼았다. 이는 뇌 병리 확정 코호트와 혈액 데이터 부문에서 세계 최고 수준이다.
연구 대상군에는 알츠하이머병 환자와 더불어 전두측두엽 치매 환자와 대조를 위한 정상인 등 다양한 퇴행성 뇌 질환 임상 증후군 환자들이 속했다.
연구팀은 혈액 데이터에서 p-tau217 과 신경 손상 정도를 보여주는 NfL(Neurofilament Light Chain), 신경계 염증 상태를 나타내는 GFAP(Glial Fibrillary Acidic Protein)라는 세 가지 바이오마커를 발췌하여 농도를 정밀 분석 장비(SIMOA)로 동시에 살폈다.
연구 결과, 사후에 측정된 혈액검사에서 알츠하이머병 환자군이 지닌 p-tau217 농도(평균 0.28 pg/mL)가 전두측두엽 치매 환자(평균 0.10 pg/mL)보다 혈액 내 농도 보다 크게 높았다.
혈액 속 p-tau217 물질은 알츠하이머병 신경병리를 진단함에 매우 우수하다는 결론이 도출됐다. 모든 치매 연관 증후군에서 알츠하이머병 진단 정확도(AUC ACU(Area Under the Curve)를 0.98에 달하는 정확도(AUC)를 보였으며, 알츠하이머병 집단이 아니라도 0.89의 비교적 정확한 성능을 유지했다.
반면, 바이오마커로 기대를 모았던 NfL과 GFAP는 알츠하이머병 진단 정확도에서 낮은 점수를 보였다.(각각 AUC 0.73, 0.75) 또한, p-tau217 물질과 함께 사용하여도 진단 가치를 크게 높이지 못했다.
이외에도 연구팀은 전측두엽 치매로 진단된 환자군 중 약 23%는 알츠하이머 병리를 함께 보유한 것을 밝혔다. 두 가지 치매 형태가 동반된 경우, 인지 기능 검사 점수(MMSE)를 포함한 기억력, 실행 기능, 시공간 능력 등 인지 영역 전반에 걸쳐 더 나쁜 수행 정도를 나타냈다. 또한, 뇌 뒤쪽 피질 위축이 심하게 나타나는 현상도 함께 보고했다.
연구에 주도적 역할을 담당한 조한나 교수는 "혈액 기반 p-tau217 물질이 다양한 치매 환자군에서 알츠하이머 병리를 정확하게 탐지할 수 있음을 세계 최초로 입증했다는 점에서 연구 성과가 매우 높다"고 전했다.
이어 "향후 정확한 감별진단, 치료제 선택, 예후 예측 등에 p-tau217 물질이 핵심 도구가 될 것"이라며 "향후 혈액을 기반으로 치매 조기진단과 치료 대상자 선별 표준 정립에 세계 최정상 그룹과 함께 진행할 수 있는 발판을 마련했기에 큰 의미를 지닌다"고 덧붙였다.
한편, 해당 논문은 신경과학 분야 세계 최정상 의학 학술지인 『JAMA Neurology (IF 20.0)』 최신호에 「 Detection of Alzheimer Neuropathology in Alzheimer and Non-Alzheimer Clinical Syndromes With Blood-Based Biomarkers (혈액 기반 바이오마커를 사용한 알츠하이머 및 비알츠하이머 임상 증후군에서 알츠하이머 신경병리학 검출)」 이라는 제목으로 수록됐다.